國際上現有的焚燒飛灰處理技術主要包括固化/穩定化處理、濕式化學處理與高溫處理三種。

固化/穩定化技術是國際上目前處置重金屬廢物和其他非金屬危險廢物的重要手段,其目的是使危險廢物中的所有污染組分呈化學惰性或被包容起來,以便運輸、利用和處置。水泥固化技術是一種最常用的危險廢物固化技術,其基本原理在于通過固化、包容,減少有害固化廢物的表面積和降低其可滲透性,達到穩定化、無害化的目的,美國環保局曾將此技術稱為處理有毒有害廢物的最佳技術。但傳統的水泥固化技術在處理含水率較高的廢物時,需要使用大量水泥,致使廢物增容比較大,給后續的運輸與處理帶來困難,也大大提高了處置費用,并需要大量的填埋場地。濕式化學處理是利用化學藥劑通過化學反應,使有毒有害物質轉變為低溶解性、低遷移性及低毒性物質的過程。藥劑穩定化處理具有處理過程簡單、設備投資低、最終處理量少的優點,但是會產生高濃度無機鹽廢水,需要進一步處理。由于焚燒飛灰組分及重金屬形態的復雜性,以及對反應機理缺乏起碼的認識,因此很難找到一種普遍適用的化學穩定劑,也是該技術至今沒有進入規模化應用的原因之一。高溫處理包括熔融和燒結兩種方式,高溫可以對焚燒飛灰中的二惡英類有害物質進行徹底分解破壞,其分解率可高達99.9%。熔融可使飛灰中固體顆粒發生熔融相變,成為液態熔渣,然后經快速冷卻形成致密的玻璃態熔渣,將重金屬固化在網格中實現穩定化目的。日本目前大約有4%灰渣采用熔融法處理,我國也有很多關于熔融技術研究的報道。熔融處理的缺點在于所需能源和費用很高。燒結是在高溫作用下,固體顆粒獲得擴散能量,將大部分甚至全部氣孔從晶體中排除,在低于熔點溫度下變成致密堅硬的燒結體并符合材料特性的要求。物料在燒結過程中可以有效地固化各種重金屬。歐美發達國家生活垃圾焚燒飛灰中堿金屬氯化物含量較低,常將其作為硅酸鹽水泥的一部分原料入窯煅燒。垃圾焚燒飛灰經燒結后成為陶瓷狀固體,可做混凝土骨料,以及用于路基、堤壩等。

目前,許多國家將飛灰與底渣混合收集共同處理處置,近年來歐美發達國家在此方面的研究主要集中在飛灰固化作為建筑材料方面。對焚燒飛灰固化/穩定化的研究主要集中在改進水泥固化工藝和技術,以及研究高效固化/穩定化藥劑和采用穩定化技術代替固化技術。化學穩定化與其它處理方法相比,具有節能、效果好而費用適中的優點,但是,由于是在常溫下進行,對二惡英沒有分解和破壞效果,因而處理后的飛灰仍應填埋。

日本和韓國等亞洲國家由于生活垃圾中塑料類物質含量較高,焚燒飛灰中氯化物,尤其是堿金屬氯化物含量較高,采用水泥或石灰固化時其固化體的強度與浸水持久性較差,其對重金屬的阻截僅是由于其強堿性作用的緣故。同時對重金屬的長期固定效果差,二惡英很難被消除或穩定化。因此,日本和韓國相關研究主要集中在高溫處理,尤其是熔融玻璃化方面。高溫處理法雖然處理費用較高,但因其穩定化程度高,品質均勻,可達到無害化、穩定化和資源化的目標,已受到越來越多的關注。特別是利用水泥窯獨特的高溫環境以及完善的污染控制系統的優勢,焚燒灰渣水泥窯處理技術越來越受推崇。